JACS:具有袋状活性位的Rh1/MoS2单原子催化剂用于巴豆醛选择性加氢
芣苢 西瓜 2019-11-04

不饱和醛(例如巴豆醛)的选择性加氢代表了工业上一系列生产用于生产药物,农用化学品和香料化合物的反应中间体的重要反应。然而,由于C=C键的氢化比C=O键的氢化容易得多,因此实现高选择性氢化C=O键是一项艰巨的任务。近日,美国亚利桑那州立大学Jingyue Liu,德克萨斯大学达拉斯分校Kyeongjae Cho等多团队合作,将单个Rh原子锚定在2D MoS2片的边缘的催化剂(Rh1/MoS2),该催化剂具有空间位阻效应的口袋状活性位点,可将巴豆醛有效地转化为巴豆醇,选择性为100%。表征结果表明,合成的Rh1/MoS2单原子催化剂(SACs)具有独特的几何和电子构型,可以通过空间位阻限制反应物分子的吸附模式。DFT计算表明,MoS2片边缘的Mo是被氧化的,Rh1单原子稳定地锚定在Mo阳离子空位处,从而可以轻易地将H2解离为H原子。解离的H原子溢出,与边缘O原子反应形成OH物种并进一步形成类似于袋状活性位点的HO-Mo-Rh1-Mo-OH构型,由于空间位阻效应而限制了巴豆醛的吸附模式,使得这种特定的吸附构型具有100%的巴豆醇选择性。该工作中用单个金属原子和2D纳米片构造袋状活性中心的策略为设计用于特定类别的催化转化的高选择性SACs开辟了新途径。

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Yang Lou, Yongping Zheng, Kyeongjae Cho*, Jingyue Liu*, et al. Pocket-like active site of Rh1/MoS2 single-atom catalyst for selective crotonaldehyde hydrogenation. J. Am. Chem. Soc., 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b06628

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b06628


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